Капсульный робот для использования в гастроэнтерологии
Недостатки метода фиброэзофагогастроскопии в исследованиях желудочно-кишечного тракта. Разработка робота для диагностики, взятия материалов и для микроопераций при заболеваниях желудочно-кишечного тракта. Система сборки и разборки капсульного робота.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 19.12.2017 |
| Размер файла | 187,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Пермский национальный исследовательский политехнический университет, г. Пермь, Российская Федерация
Капсульный робот для использования в гастроэнтерологии
Поезжаева Елена Вячеславовна
кандидат технических наук, профессор
Закиров Евгений Аликович студент
Малёв Максим Валерьевич студент
Аннотация
В настоящее время всё больше людей страдают желудочно-кишечными заболеваниями. В медицинской практике используются устаревшие методы диагностирования, при которых возможно повреждение внутренних органов. Современная медицинская робототехника может решить этот вопрос, так как разработан безопасный капсульный робот для гастроэнтерологии.
Ключевые слова: робот, исследования, роботизированная операция, силомоментный датчик
Основная часть
желудочный кишечный капсульный робот
Для проведения исследования желудочно-кишечного тракта в современной медицине используется фиброэзофагогастроскопия. Данный метод имеет ряд недостатков:
1. Возможность повреждения желудка и пищевода;
2. Невозможность забора тканей для проведения биопсии;
3. Невозможность тщательного изучения места, которое заинтересовало врача.
Мы предлагаем робота, который сможет провести более качественную диагностику, поставить диагноз, взять необходимый материал на проведения медицинского анализа, а также производить микрооперации.
Робот состоит из отдельных капсул, которые нужно проглотить. После того как все капсулы будут проглочены, робот начнет собираться в единое целое в соответствии с запланированной конфигурацией. Присоединение капсул происходит за счет магнитной связи между модулями системы. Собравшись в одно целое, робот начинает проводить диагностику. Для диагностических целей потребуется всего 8 капсул. Если же пациенту понадобиться операция, ему предстоит выпить литр или полтора литра воды и проглотить 15 роботизированных капсул. На рисунке №1 представлена система сборки и разборки робота.
Рисунок 1 Система сборки и разборки капсульного робота
Капсульный робот управляется дистанционно оператором. Оператор может моментально отключить одну из капсул, если она перестанет работать или в ней отпадет необходимость. Данные манипуляции с капсулами можно производить в любой момент, даже тогда, когда идет микрооперация.
После того, как все процедуры закончены, робот может собраться в змеевидную систему и пройти через пилорический сфинктер в кишечник, либо может полностью разобраться до отдельных капсул, которые естественным путем проходят через желудочно-кишечный тракт.
Манипулятор работает по принципу силового очувствления. На рисунке №2 изображена схема работы силомоментного датчика. Упругий элемент размещенный между ведомыми и ведущими звеньями, передает действующие усилия от привода, а также делает измерения величины со стороны внешних сил, которые воздействуют на ведомое звено. Величину прогиба упругого элемента определяется тензометром. Данный метод определения сил и моментов самый простой и надежный. Поэтому применение такого метода является наиболее наилучшим для нашего робота.
Рисунок 2 Схема работы силомоментного датчика 1-ведущее звено; 2-упругий элемент; 3-ведомое звено; 4- тензометр
Данный датчик будет располагаться в шарнирах. При определении величины воздействия внешних усилий показания силомоментных датчиков в шарнирах во многом зависят от конфигурации звеньев манипулятора. Рассмотрим влияние веса звеньев по формуле:
Где
S - плечевой сустав;
Е -локтевой сустав;
W - запястье;
H - позиция точки, связанной с захватом;
- векторы силы тяжести (плечевое, локтевое звено, захватное устройство);
- расстояния от начала соответствующего звена до его центра тяжести;
i, j, k - единичные векторы неподвижной системы координат;
- векторы позиций (сустава, запястья, захвата);
- масса (плечевого, локтевого звеньев и захвата).
Данный робот необходим для современной медицины, так как он проводит диагностику желудочно-кишечного тракта без боли и осложнений, проводит микрооперации, может поставить точный диагноз, предотвратив дальнейшее развитие болезни. Уравнения, представленные в данной статье, являются идеализированной моделью манипулятора.
Список литературы
1. Поезжаева Е.В. Промышленные роботы: учебное пособие в 3 ч. М.; УМО АМ МВТУ им. Баумана; изд-во ПГТУ, 2009.
2. Корендясев А.И., Саламандра Б.Л., Тывес Л.И. Теоретические основы робототехники; Книга 1; изд-во Наука, 2006.
3. http://kronportal.ru/forum/content.php/32-robots-in-medicine.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Структурная схема механизма робота-манипулятора в пространстве. Определение степени подвижности механизма робота-манипулятора. Анализ движения механизма робота-манипулятора и определения время цикла его работы. Определение и построение зоны обслуживания.
курсовая работа [287,4 K], добавлен 06.04.2012Структура исполнительного механизма промышленного робота. Обеспечение движения рабочего органа робота по заданной траектории на транспортере. Кинетостатический расчет механизма, а также выбор двигателя и оценка динамических ошибок схвата по скорости.
контрольная работа [670,1 K], добавлен 27.12.2011Исследование кинематики и динамики робота "Версатран", построение рабочей зоны схвата робота и разработка системы управления данным роботом. Расчет мощностей серводвигателей, сервоусилителей и серводвигателей и соответствующих электронных компонентов.
дипломная работа [3,1 M], добавлен 07.07.2012Использование промышленных роботов в процессе производства с опасными условиями труда. Разработка манипулятора: структурная схема механизма: определение уравнений движения, скорости и ускорения; расчёты параметров робота, построение зоны обслуживания.
курсовая работа [541,9 K], добавлен 06.04.2012Классификация шагающих роботов и обзор существующих конструкций. Выбор профиля ноги робота. Расчет электродвигателя и посадки с натягом, выбор подшипников. Моделирование системы автоматического управления средствами Matlab. Выбор электронных компонентов.
дипломная работа [4,4 M], добавлен 10.08.2014Бионический подход в разработке автоматизированных автономных устройств, его сущность и содержание. Разработка змееподобных роботов как перспективное направление развития робототехники. Исследование двадцатизвенной бесколесной модели, ее преимущества.
реферат [565,3 K], добавлен 24.11.2010Разработка алгоритмов и их программных реализаций, позволяющих моделировать шестизвенный манипулятор с шестью вращательными степенями свободы. Построение ряда траекторий в рабочей зоне установки для нанесения краски. Кинематика манипуляционного робота.
дипломная работа [2,5 M], добавлен 23.09.2013Автоматизация операции "установка-снятие" заготовок и деталей на станке ЧПУ М20П 40.01. Проект агрегатного модуля - стола промышленного робота. Выбор двигателя, расчет червячной и зубчатой передачи, подшипников, шпонок, болтов; конструирование механизма.
курсовая работа [919,0 K], добавлен 24.11.2011Изучение и анализ существующих конструкций автоматических загрузочных устройств, механизмов автоматического контроля деталей и технологических процессов. Обоснование созданных конструкций. Вариантность при разработке робота технологических процессов.
контрольная работа [500,7 K], добавлен 21.04.2013Составление принципиальной электрической схемы цифровой системы управления приводом робота. Пример реализации системы управления структурным путем с использованием электронных логических элементов. Схема и элементы программирования контроллера LOGO.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 04.01.2016Анализ существующих промышленных роботов-манипуляторов. Классификация промышленных роботов, особенности их конструкции. Элементы конструкции привода. Исходные данные и расчеты к разработке привода локтевого сустава руки робота. Анализ результатов расчета.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 13.05.2014Методика оптимизации изготовления корпуса выключателя промышленного робота путем разработки прогрессивного технологического процесса, базирующегося на современных достижениях в области станкостроения и производства, экономическое обоснование процесса.
дипломная работа [224,2 K], добавлен 17.10.2010Классификация роботов, анализ их конструкций, технические характеристики, технология применения, оценка производительности. Выбор электродвигателя для перемещения грузов до 25 кг. Механизм поворота руки робота. Расчёт червячной и зубчатой передачи, валов.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 29.12.2014Определение технического состояния машин без разборки и в отделениях технической диагностики. Выполнение технологических процессов разборки, сборки, обкатки машин, узлов и агрегатов при ремонте в мастерских хозяйств и на специализированных предприятиях.
отчет по практике [25,9 K], добавлен 04.09.2014Общая характеристика автоматизированных систем. Требования к системе управления роботом. Разработка структурной электрической схемы. Обоснование и выбор функциональной схемы. Выбор исполнительного двигателя. Проектирование ряда датчиков и систем.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 12.11.2009Краткое описание целей функционирования и принципов работы систем автоматического управления. Функциональная схема следящей системы промышленного робота. Математические модели отдельных звеньев системы. Определение параметров корректирующего звена.
курсовая работа [337,3 K], добавлен 09.03.2009Розробка побутового робота-помічника (механічної частини), що зможе за допомогою системи мікроконтролерного управління захоплювати побутові предмети. Створення 3d-моделі маніпулятора в Sollid Works. Програмне забезпечення для управління його рухом.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 06.02.2014Служебное назначение и особенность конструкции. Основные характеристики промышленного робота, параметры движения осей. Классификация по техническим характеристикам. Строение и структурный анализ. Основные параметры структурной схемы манипулятора.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 20.06.2014Проблема эстетического совершенствования машин, станков, приборов, средств транспорта, бытовой техники. Основные виды промышленных роботов, особенности их дизайна. Роботы для мероприятий, их достоинства и недостатки. Обзор аналогов промышленных роботов.
реферат [480,8 K], добавлен 20.02.2015Патентно-информационное исследование и разработка структуры пневмопривода. Использование промышленного робота МП-9С для автоматизации технологических процессов, где необходимо осуществить захват, перенос и установку детали по координатам рабочей зоны.
курсовая работа [3,1 M], добавлен 23.07.2012
